Simulação mecânica e de fabricação

Embora ambos sejam solucionadores de elementos finitos de classe mundial, Simcenter Nastran e Simcenter Optistruct têm pontos fortes distintos que tornam cada um mais adequado a fluxos de trabalho específicos. O Simcenter Nastran é amplamente considerado o padrão-ouro para análise estrutural aeroespacial e de defesa, oferecendo suporte profundo para aeroelasticidade, dinâmica de rotor e resposta dinâmica complexa — ambientes em que a rastreabilidade da certificação e a fidelidade do solucionador são fundamentais. O Simcenter Optistruct, por outro lado, foi arquitetado do zero com a otimização em sua essência, tornando-o a escolha preferida quando o design leve, a exploração da topologia ou a otimização baseada na fadiga são os principais objetivos. Muitas organizações implantam os dois solucionadores dentro Simcenter Hypermesh, aproveitando cada um deles onde se destaca e, ao mesmo tempo, mantendo um ambiente consistente de pré e pós-processamento em todas as equipes de engenharia.

A análise tradicional de elementos finitos exige um investimento de tempo significativo na limpeza, descaracterização e geração de malhas da geometria — etapas que podem consumir mais horas de engenharia do que a análise em si. Simcenter Simsolid elimina esse gargalo usando uma tecnologia avançada sem malha que funciona diretamente na geometria CAD completa, incluindo montagens com centenas de componentes, peças de paredes finas e contatos complexos. Em vez de substituir os solucionadores FEA tradicionais, como o Simcenter Nastran ou o Simcenter Optistruct, na validação final, o Simcenter Simsolid é mais poderoso no início do ciclo de design, onde a iteração rápida e a exploração do espaço de design são essenciais. Os engenheiros podem realizar avaliações estruturais significativas em minutos, identificar caminhos de carga e áreas problemáticas e chegar a um FEA detalhado com um projeto muito mais maduro, reduzindo consideravelmente os cronogramas gerais de simulação.

Simcenter Radioss e Simcenter Madymo abordam aspectos complementares, mas distintos, da simulação de colisão e segurança, e seu uso combinado oferece aos engenheiros de segurança uma cadeia de ferramentas única e abrangente. Os Radioss Simcenter se destacam na modelagem da resposta estrutural do próprio veículo — deformação de estruturas da carroceria branca, interações de barreiras e comportamento de absorção de energia durante eventos de impacto em alta velocidade. O Simcenter Madymo, por sua vez, é especializado na resposta biomecânica de ocupantes e pedestres de veículos, simulando com precisão modelos fictícios, modelos de corpo humano, sistemas de retenção, como cintos de segurança e airbags, e interações com assentos de segurança para crianças. Ao combinar os resultados estruturais do Simcenter Radioss com os modelos de ocupantes do Simcenter Madymo, os engenheiros podem avaliar métricas de lesões, como critério de traumatismo cranioencefálico (HIC), deflexão torácica e cargas do fêmur em um único fluxo de trabalho integrado, permitindo uma conformidade mais rápida e precisa com os regulamentos de segurança globais, incluindo os padrões Euro NCAP, FMVSS e UNECE.

Um dos aspectos mais desafiadores da simulação de mecanismos é capturar com precisão a interação dinâmica entre flexibilidade estrutural, lógica de controle ativo e cargas operacionais realistas — e é exatamente aqui Simcenter Motionsolve se distingue. Em vez de tratar os corpos como puramente rígidos, o Simcenter Motionsolve oferece suporte à integração flexível do corpo por meio da síntese do modo componente Craig-Bampton, permitindo que a deformação estrutural influencie o comportamento dinâmico no nível do sistema. Os sistemas de controle — sejam modelados nativamente ou co-simulados com ferramentas como o Simulink — podem ser fortemente acoplados ao modelo mecânico, permitindo testes virtuais no estilo hardware em loop. Pneu Simcenter os modelos alimentam excitações realistas da carga rodoviária, enquanto as conexões com Simcenter Nastran ou Simcenter 3D permita a recuperação da fadiga e do estresse em componentes flexíveis diretamente dos resultados do MBD, criando um fluxo de trabalho de cargas e durabilidade verdadeiramente de ponta a ponta.

Simcenter Optistruct e Simcenter Inspire ambos oferecem recursos poderosos de otimização estrutural, mas são projetados para diferentes usuários e estágios do processo de desenvolvimento do produto. O Simcenter Optistruct é uma ferramenta em nível de solucionador que oferece toda a profundidade da matemática de otimização — topologia, topografia, tamanho, forma e otimização de rede — com controle refinado sobre restrições, regras de fabricação e cenários de vários casos de carga. É a ferramenta preferida dos especialistas em simulação que precisam incorporar a otimização em fluxos de trabalho de engenharia rigorosos e validados. O Simcenter Inspire, por outro lado, apresenta resultados de otimização por meio de uma interface altamente visual e centrada na geometria que torna o design generativo acessível a engenheiros de design e designers industriais sem experiência profunda em FEA. Usado em conjunto estrategicamente, o Simcenter Inspire pode gerar e comunicar rapidamente geometrias conceituais otimizadas no início do desenvolvimento, enquanto o Simcenter Optistruct refina e valida esses conceitos para padrões prontos para produção posteriormente no processo.

Uma peça que funciona perfeitamente na simulação, mas distorce durante a fabricação, pode deixar de atender às tolerâncias de montagem ou aos requisitos estruturais em serviço, tornando a ligação entre a simulação de fabricação e a análise estrutural extremamente importante. Os recursos de simulação de fabricação de peças do Simcenter preveem fenômenos como retorno na conformação de chapas metálicas, tensões residuais de soldagem e tratamento térmico e distorção em construções de manufatura aditiva. Criticamente, esses resultados de tensão residual e desvio de geometria induzidos pela fabricação podem ser mapeados diretamente a jusante Simcenter Nastran ou Simcenter Optistruct análises estruturais, permitindo que os engenheiros avaliem como o estado da fabricação — em vez da geometria CAD ideal — afeta a vida útil à fadiga, a resistência à flambagem e a integridade estrutural geral. Essa conexão de circuito fechado entre manufatura e simulação estrutural é um fator essencial para o desenvolvimento correto de produtos na primeira vez.